恩诺沙星对氟喹诺酮类耐药基因qnrS向沙门菌转移的影响

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zfbandfsy
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Qnr S是质粒介导的喹诺酮类药物的耐药(Plasmid-mediated quinolone resistance,PMQR)基因之一,是大肠杆菌中PMQR的优势基因,常与其他的耐药基因共存同一质粒共同介导多重耐药(Multidrug resistance,MDR)的发生和传播。耐氟喹诺酮类药物沙门菌的出现给兽医和人医临床上的治疗带来困难。恩诺沙星(Enrofloxacin,ENR)常用于治疗鸡沙门菌感染。目前,在实验室条件下qnr S基因已被证明能够向鼠伤寒沙门菌转移,并且获得qnr S基因的受体菌达到了临床耐药水平。然而,ENR对大肠杆菌中的qnr S基因向肠炎沙门菌转移及其传播的影响尚不清楚。本研究首先采用Nanopore对大肠杆菌E2(E.coli E2)中携带qnr S基因的质粒进行测序,分析其所处的遗传环境特征和所在质粒的类型;在体外,采用液体接合法研究亚抑制浓度的ENR(1/2MICENR、1/8MICENR、1/32MICENR)对qnr S基因向肠炎沙门菌211(SE211)转移的影响;在体内,构建E.coli E2和SE211定植的SPF雏鸡肠道模型,设置对照组、预防剂量组(3.03 mg/kg b.w.)、治疗剂量组(10 mg/kg b.w.)和高剂量组(50 mg/kg b.w.),在雏鸡12日龄时连续给药7 d并监测至停药21d。在雏鸡12-19、21、23、25、27、33、40日龄时,采集泄殖腔拭子和新鲜粪便来分离鉴定沙门菌接合子(SE211-qnr S)、计数携带qnr S基因的E.coli和检测雏鸡肠道微生物群中qnr S基因拷贝数;通过检测SE211-qnr S对ENR、AMP、CHL和TET的敏感性,研究其耐药特征。通过鉴定17株体外接合子和9株体内接合子的单菌落、复苏菌液和洗脱菌液中的qnr S和rep A基因,研究携带qnr S基因的耐药质粒在SE211中的稳定性。通过检测沙门菌分离株对ENR的敏感性,研究沙门菌的耐药变化规律;通过检测沙门菌靶酶(gyr A、gyr B、par C、par E)突变位点,研究ENR对沙门菌靶酶突变的影响。结果显示,携带qnr S基因的质粒类型为Inc Y型,其具有复制基因rep A,分配基因par A,与自传递型质粒接合相关的vir B位点以及与接合转移相关的ori T序列;与qnr S共存的耐药基因还有tet(A)、flo R、dfr A-14和bla TEM-135;可移动元件包括插入序列IS421、IS1、ISKpn19、IS26、IS5、IS91,整合子功能元件Int I1和转座子Tn3。在无ENR、1/32 MICENR(0.007μg/m L)、1/8 MICENR(0.03μg/m L)、1/2 MICENR(0.125μg/m L)作用下,qnr S基因向SE211转移的频率分别为0.008±0.0006,0.012±0.003,0.01±0.008,0.03±0.015,其转移频率之间无显著差异,但是随着药物浓度增加,转移频率有所提升。在临床试验中,对照组E.coli E2的定植水平整体上呈现下降趋势,且在试验后期(对应给药组的停药后21 d),E.coli E2低于检测限,而在给药组E.coli E2保持一定的定植水平。在给药5 d内,qnr S基因的拷贝数在预防和治疗剂量组的鸡肠道微生物群中降低,在高剂量组增加;临床推荐给药5-7 d期间,qnr S基因的拷贝数显著上升。在整个试验周期内,从对照组、预防剂量组(3.03 mg/kg b.w.)和治疗剂量组(10 mg/kg b.w.)分别鉴定出1、1和7株SE211-qnr S。体内获得的9株接合子均获得了tet(A)、flo R、dfr A-14和bla TEM-135耐药基因以及ENR、TET、CHL、AMP的耐药表型。然而本研究在所有不含ENR的甘油保存的接合子中均未分离出携带qnr S基因的沙门菌,我们推测Inc Y质粒在无ENR选择压力下的SE211中发生了丢失。高剂量ENR(50 mg/kg b.w.)治疗鸡肠炎沙门菌感染时在停药的第8 d能够诱导出对ENR低水平耐药的沙门菌(MICENR=4μg/m L),其耐药机制可能是由par E基因突变(R508K、N516H、A545E、E576K)介导的。综上所述,大肠杆菌携带的qnr S基因能够在实验室条件下和鸡肠道环境中向病原菌肠炎沙门菌进行转移,并且ENR对qnr S耐药基因的传播和耐药菌的产生具有一定的促进作用。因此,不仅要加强临床上qnr S耐药基因的监测,更要慎重使用抗生素。
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